КАЛИЕВ БЕНЗОАТ: СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРОИЗВОДСТВО, ПРИЛОЖЕНИЯ - ХИМИЯ - 2025

В бензоат е органично съединение, състоящо се от калиев йон К ⁺ и бензоат йон С ₆ Н ₅ СОО ^-. Химическата му формула е C ₆ H ₅ COOK или кондензираната формула C ₇ H ₅ KO ₂. Това е бяло кристално твърдо вещество. Той е хигроскопичен, което означава, че абсорбира вода от въздуха.

Водните разтвори на калиев бензоат са леко алкални. В кисела среда бензоатният йон (C ₆ H ₅ COO ^-) има тенденция да поеме протона и да се превърне в бензоена киселина (C ₆ H ₅ COOH).

Калиев бензоат C ₆ H ₅ COOK твърдо вещество. W. Oelen. Източник: Wikimedia Commons.

Калиевият бензоат се използва като консервант за храна, особено когато се желае те да не съдържат натрий (Na). Той предотвратява развалянето на храната поради микроорганизми.

Използва се в префасовки, преработени безалкохолни напитки и хлебни изделия, наред с други храни. Вероятно неговото консервативно действие се дължи на бензоената киселина (C ₆ H ₅ COOH), която се образува при ниско pH, което предотвратява възпроизводството на гъбички и бактерии.

Въпреки че калиевият бензоат е одобрен от здравните организации, препоръчително е да не се злоупотребява с употребата му, тъй като е установено, че той може да повлияе на плода на мишките.

структура

Калиевият бензоат е органична сол, тоест сол на карбоксилна киселина, тъй като е калиевата сол на бензоената киселина. Той е съставен от калиев калий K + и C ₆ H ₅ COO ^- бензоат анион.

В бензоат анион С ₆ Н ₅ СОО ^- се образува от бензенов пръстен С ₆ Н ₅ - и карбоксилатна група -СОО ^-.

Химична структура на калиев бензоат. Edgar181. Източник: Wikimedia Commons.

Връзката между тези два йона е силна електростатична връзка, която ги държи в кристалната решетка.

3D структура на калиев бензоат. Черен = въглерод; бял = водород; червен = кислород; виолетов = калий. Клаудио Пистили. Източник: Wikimedia Commons.

номенклатура

• Калиев бензоат
• Калиева сол на бензоена киселина

Имоти

Физическо състояние

Кристално бяло твърдо вещество.

Молекулно тегло

160.212 g / mol

разтворимост

Разтворим във вода.

рН

Водните разтвори на калиев бензоат са леко основни.

Химични свойства

Той е хигроскопичен, тоест е твърдо вещество, което абсорбира лесно водата от околната среда.

Връзката между калиев йон К ⁺ и бензоат йон С ₆ Н ₅ СОО ^- като в повечето йонни съединения могат да бъдат преодолени само с висока температура или с много полярен разтворител като вода.

Бензоатният анион C ₆ H ₅ COO ^- е умерено основен, с забележима тенденция към комбиниране с протони. Той реагира с вода, която взема протон Н ^{+, за} да образува бензоена киселина (C ₆ H ₅ COOH) и това води до повишаване на концентрацията на OH ^- йони.

C ₆ H ₅ COO ^- + H ₂ O ⇔ C ₆ H ₅ COOH + OH ^-

Поради тази причина водните разтвори на калиев бензоат са леко алкални.

Получаване

За да се приготви калиев бензоат, бензоената киселина (C ₆ H ₅ COOH) се неутрализира с калиев карбонат (K ₂ CO ₃) в минимален обем вода, за да се получи бистър разтвор, от който солта кристализира.

2 C ₆ H ₅ COOH + K ₂ CO ₃ → 2 C ₆ H ₅ COO ^- K ⁺ + H ₂ O + CO ₂ ↑

След това кристализираната сол на калиев бензоат се промива няколко пъти с етер и се суши.

Приложения

В преработената хранителна промишленост

Калиевият бензоат се използва широко като антимикробно средство за консервиране на напитки, плодови производни, хлебни изделия и други храни.

Някои хлебни изделия могат да съдържат калиев бензоат. Автор: Андрю Мартин. Източник: Pixabay

Това е хранителен консервант, способен да инхибира, забавя или забавя процеса на ферментация, подкисляване или влошаване на храната поради някои гъбички и бактерии.

Според Агенцията за опазване на околната среда (EPA) калиев бензоат е проверен като съединение, което не притеснява здравето на хората.

Срещу гъбички

Той е противогъбично средство, тъй като може да ги унищожи, като потисне способността им да растат или да се размножават. Той не е фунгицид за тъкани от животински или човешки организъм, а инхибитор, който забавя или забавя растежа на гъбички в храни или напитки.

Някои видове мухъл произвеждат вещества, наречени афлатоксини, които са заплаха както за хората, така и за животните, тъй като са токсични, могат да причинят рак и мутации.

Повечето плесени се инхибират при концентрации от 0,05-0,10% калиев бензоат. Изпълнението на това зависи от pH, тъй като при по-ниско pH е по-ефективно като противогъбично средство.

Преработените соди могат да съдържат калиев бензоат. Автор: Lisakara Източник: Pixabay

Това е така, защото противогъбичното действие всъщност се намира в бензоената киселина C ₆ H ₅ COOH, която е конюгираната киселина на калиев бензоат. Тази киселина се образува при ниско pH, тоест в присъствието на голямо количество водородни йони Н ⁺:

Калиев бензоат + Водородни йони → Бензоена киселина + Калиеви йони

C ₆ H ₅ COOK + H ⁺ → C ₆ H ₅ COOH + K ⁺

Според някои изследователи неговата ефективност се дължи отчасти на разтворимостта на бензоената киселина в клетъчната мембрана на микроорганизма. Този тип киселина увеличава потока на протоните през тази мембрана.

Това причинява нарушаване или дезорганизация на определени функции на гъбичната клетка.

Срещу бактериите

Това е агент, който работи срещу някои бактерии. Добавя се към храни като преработени колбаси, преработени шунка (готови за ядене) и някои напитки.

Тестван е срещу Listeria monocytogenes, бактерия, която може да убие хора, които ядат храна, замърсена с него. Той предизвиква висока температура, повръщане и диария, сред другите симптоми.

Установено е, че храните, третирани с калиев бензоат и които са били замърсени с Listeria, трябва да се съхраняват при температури под -2,2 ° C, така че тази бактерия да не се размножава.

Горещите кучета и други пълнени меса могат да съдържат калиев бензоат. Автор: Продажбата на моите снимки с StockAgencies не е разрешена. Източник: Pixabay

От друга страна, използването на електронно излъчване се опита да засили ефекта на калиев бензоат срещу бактерии, но е установено, че С ₆ Н ₆ бензол се произвежда, което е токсично съединение.

Ето защо, въпреки че храните съдържат калиев бензоат, препоръчително е те да бъдат приготвени за предпочитане при високи температури, преди да се консумират, за да се елиминира всякакъв вид опасност, произтичаща от наличието на патогенни бактерии.

В различни приложения

Според консултирани източници, калиев бензоат се използва също в лепила и свързващи вещества за различни приложения. Той се добавя към цигари и тютюн или е свързан с производството на такива.

Използва се в продукти за лична хигиена като козметика, шампоан, парфюми, сапуни, лосиони и др. Освен това е част от бои и покрития.

Отрицателни ефекти от приема на храни с калиев бензоат

Някои изследователи откриха, че калиев бензоат произвежда вредни ефекти върху плодовете на мишките.

Въпреки че не са наблюдавани ефекти върху възрастни мишки, изложени на калиев бензоат, в очите на плода са открити малформации и забележимо намаляване на теглото и дължината на малките тела на мишините плодове.

Според лабораторния опит плодовете на мишките могат да бъдат засегнати от приемания от майката калиев бензоат. Автор: Тибор Яноси Мозес. Източник: Pixabay

Това означава, че плодовете са по-чувствителни към калиев бензоат от възрастните мишки.

Препратки

1. Mandal, PK et al. (1978). Поведение на вискозитета на бензоена киселина и бензоат йон във воден разтвор. Journal of Solution Chemistry, том 7, № 1, 1978. Възстановено от link.springer.com.
2. Rusul, G. and Marth, EH (1987). Растеж и производство на афлатоксини от Aspergillus parasiticus NRRL 2999 в присъствието на калиев бензоат или калиев сорбат и при различни начални стойности на pH. J Food Prot. 1987; 50 (10): 820-825. Възстановени от ncbi.nlm.nih.gov.
3. Lu, Z. et al. (2005 г.). Инхибиторни ефекти на солите на органичната киселина за контрол на Listeria monocytogenes върху Frankfurters. J Food Prot. 2005; 68 (3): 499-506. Възстановени от ncbi.nlm.nih.gov.
4. Zhu, MJ et al. (2005 г.). Влияние на антимикробните съставки и облъчването върху оцеляването на Listeria monocytogenes и качеството на готовия за ядене шунка. Poult Sci. 2005; 84 (4): 613-20. Възстановени от ncbi.nlm.nih.gov.
5. Национална медицинска библиотека на САЩ. (2019). Калиев бензоат. Възстановени от pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Afshar, M. et al. (2013). Тератогенни ефекти от продължителната консумация на калиев бензоат върху развитието на очите при мишки с плод / c. Iran J Basic Med Sci. 2013; 16 (4): 584-589. Възстановени от ncbi.nlm.nih.gov.
7. Lide, DR (редактор) (2003). CRC Наръчник по химия и физика. 85 ^-та CRC Press.
8. Morrison, RT и Boyd, RN (2002). Органична химия. 6-то издание. Prentice-Hall.